河南省信阳市淮滨县多校2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷(含答案)

这是一份河南省信阳市淮滨县多校2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷(含答案)，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．关于机械振动与机械波，下列说法正确的是( )
A.当观察者远离波源时，观察者接收到波的频率大于波源的振动频率
B.产生干涉现象的必要条件之一是两列波的频率相等
C.能产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长更大
D.物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率小于驱动力频率
2．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
B.白光通过三棱镜后得到彩色图样是利用光的衍射现象
C.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
3．氢原子能级图如图所示。大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法正确的是( )
A.可能辐射出三种不同频率的光
B.氢原子辐射出能量，电子的动能减少，电势能减少
C.从能级跃迁到能级时辐射出的光子频率最小
D.从能级跃迁到能级时辐射出的光子波长最长
4．如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它所发出的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是( )
A.质点a为振动减弱点，位移始终为零
B.质点b为振动加强点，经过半个周期后变为振动减弱点
C.质点c到两波源的波程差为波长的一半
D.此时质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点
5．如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变压器的匝数，定值电阻、、、的阻值，，为理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，下列说法正确的是( )
A.的示数大于的示数B.的功率小于的功率
C.两端的电压大于两端的电压D.两端的电压大于两端的电压
6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是时的波形图，图乙是波中某质点振动位移随时间变化的振动图线（两图均用同一时刻计时），图乙的振动图线对应图甲上的质点是( )
A.处的质点B.处的质点C.处的质点D.处的质点
7．图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，原线圈两端接交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。则( )
A.电压表的示数等于5V
B.实现点火的条件是
C.时电压表的示数为0V
D.变压器原线圈中电压的瞬时值表达式为
二、多选题
8．如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中时刻战绳波形图，绳上质点P的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.增加抖动的频率，波速会增大
B.从到，质点Р通过的路程为500cm
C.图乙中波沿x轴正方向传播
D.P点的振动方程为(cm)
9．如图是某金属在光的照射下逸出的光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图象，由图象可知( )
A.该金属的逸出功等于
B.该金属的逸出功等于
C.入射光的频率为时，逸出的光电子的最大初动能为
D.当入射光的频率v大于时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
10．水平放置的光滑固定圆环，半径为R，AB是其直径。一质量为m的光滑小球穿在环上并静止于A点。沿AB方向水平向右的风力大小恒为。小球受到轻扰而开始运动，则下列说法正确的是( )
A.小球运动过程中的最大速度为
B.小球从A点到B点的过程中，水平风力和圆环对小球弹力的总冲量大小为
C.运动中小球对环的最大压力为
D.运动中小球对环的最小压力为
三、计算题
11．已知中子n的质量，质子p的质量，α粒子的质量为，氚核（）的质量为，光在真空中速度大小.求：
（1）分别写出质子和中子结合成氚核（）和结合成α粒子的核反应方程；
（2）分别求出氚核（）与α粒子的结合能为多少焦耳？（计算结果均保留3位有效数字）
（3）试比较说明氚核（）与α粒子谁更加稳定？
12．亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示，两线圈通入方向相同的恒定电流，线圈间形成平行于中心轴线的匀强磁场，沿建立x轴，一圆形探测屏垂直于x轴放置，其圆心位于x轴上的P点。在线圈间加上平行于x轴的匀强电场，粒子源从x轴上的Q点以垂直于x轴的方向持续发射初速度大小为的粒子。已知粒子质量为m，电荷量为q（），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，电场和磁场均沿x轴正方向，不计粒子重力和粒子间相互作用。若未加电场，粒子在线圈间做匀速圆周运动。
（1）求未加电场时，粒子做圆周运动的半径r；
（2）若要使粒子恰好打在探测屏的中心，求探测屏中心与粒子源间的距离d。
13．如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内。MP连线与直导轨垂直，整个空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。现将长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab从一定高度处以速度水平抛出，不计空气阻力，恰落在MP处，与平行金属直导轨MN、PQ碰撞后竖直方向速度突变为0，水平方向速度不变，忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。求：
（1）在接触MP之前，ab棒两端间的电势差；
（2）金属环刚开始运动时的加速度大小；
（3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离和该过程中ab棒上产生的焦耳热。
四、实验题
14．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
②将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
④用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
⑤往浅盘里倒入约.2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是__________（填写步骤前面的数字）；
（2）某同学在实验中将1mL的油酸溶于酒精，制成2000mL的油酸酒精溶液，测得该1mL的油酸酒精溶液有50滴。则每滴所含纯油酸的体积为_________。油膜面积如图所示，已知坐标纸中每一个正方形小格的边长为1cm，由此估算出油酸分子的直径为__________m。（结果保留1位有效数字）
15．某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。
（1）关于该实验下列说法正确的是( )
A.改变气体体积时应缓慢推拉活塞
B.为方便推拉活塞，要用手握注射器再推拉活塞
C.在活塞与注射器壁间涂上润滑油主要是为了减小摩擦
D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）分别在环境温度为时完成上述探究活动。下列反映实验过程中气体压强p随体积V变化规律可能正确的是______。
A.B.C.D.
（3）实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：_______；
（4）该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像可能是图中的_______（选填“A”“B”或“C”）。该同学未考虑软管中气体的体积，由此求出大米的密度比真实值_______（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
参考答案
1．答案：B
解析：A.当观察者远离波源时，接收到的频率小于波源的振动频率，故A错误；B.当两列波发生干涉时，两列波的频率必须相等，故B正确；C.当障碍物的尺寸与波长相比差不多，或比波长小，会发生明显的衍射，故C错误；D.物体做受迫振动达到稳定后，其振动的频率等于驱动力的频率，故D错误.故选B.
2．答案：C
解析：在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故A错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象，故B错误；用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D错误；故选C.
3．答案：D
解析：A.大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，最多辐射出种不同频率的光，故A错误;B.氢原子辐射出能量，则能级降低，轨道半径减小，根据库仑力提供向心力，可知电子的速度变大，结合动能表达式，可知电子的动能变大，库仑力做正功，电势能减少，故B错误;C.由图可知从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量最大，根据可知频率最大，故C错误;D.由图可知从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量最小，根据可知光子波长最长，故D正确。故选D。
4．答案：A
解析：质点a是两列波波峰与波谷叠加的地方,由于两列波振幅相同,故位移始终为零,A正确;质点b为振动加强点,经过半个周期后是波谷与波谷叠加的地方,但还是振动加强点,B错误;质点c是两列波波谷与波谷叠加的地方，故到两波源的波程差为波长的整数倍,C错误;质点d处在两加强点的连线上,故质点d为振动加强点,D错误。
5．答案：C
解析：
6．答案：B
解析：平衡位置是物体静止时所处的位置，所以应与受力有关,与是否为振动范围的中心位置无关,所以A错误;振动位移是以平衡位置为初始点,到振动物体所在位置的有向线段,振动位移随时间而变化，振动物体偏离平衡位置最远时，振动位移最大，选项B正确,D错误;振动物体的位移与运动的路程没有关系,C错误。
7．答案：B
解析：A.如图乙所示的正弦交变电压，可得电压的最大值为5V，则电压表的示数为有效值，即，故A错误;B、根据电压与匝数成正比可知，当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，解得，故B正确;C、时，电压表的示数为电压的有效值,C错误;D、由图乙可得交流电的周期，则，时，电压为0，电压的最大值为5V，故变压器原线圈中电压的瞬时值表达式为，故D错误。故选:B。
8．答案：BD
解析：A.波速由传输介质（战绳）决定，与抖动频率无关，A错误；B.由丙图可知，周期为0.2s，从到，即经历，每个周期质点P通过的路程为4A，故总路程为500cm,B正确；C.由丙图可知，时刻质点P向上振动，由“同侧法”可知，波沿x轴负方向传播，C错误；D.P点的振动方程为D正确。故选BD。
9．答案：BC
解析：AB.根据，得金属的截止频率等于，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，逸出功等于E，则，故B正确，A错误;C.根据，而，故，故C正确;D.根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率是线性关系，不是成正比，所以若v增大一倍，则光电子的最大初动能不是增大一倍，故D错误。故选BC。
10．答案：AD
解析：A.小球从A点到B点时速度最大，根据动能定理解得A正确；B.小球从A点到B点的过程中，水平风力，重力和圆环对小球弹力的总冲量大小为,B错误;C.在B点，小球对环的压力最大，水平面内解得竖直面内根据牛顿第三定律和力的合成C错误；D.小球从A点到B点的过程中，的方向由背离圆心变为指向圆心，则一定经历的时刻，此时小球对环的最小压力D正确。故选AD。
11．答案：（1）见解析（2）（3）见解析
解析：（1）核反应过程遵守质量数和电荷数守恒，则有
（2）根据结合能的定义可知，的结合能为
代入数据解得
α粒子的结合能为
代入数据解得
（3）的比结合能为
解得
α粒子的比结合能为
解得
氚核（）的比结合能小于α粒子的比结合能，所以α粒子更加稳定。
12．答案：（1）（2）见解析
解析：（1）粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得轨道半径为
（2）粒子在磁场中运动的周期
粒子回到x轴时间为
（，2，3……）
沿x轴方向
联立解得
（，2，3……）
13．答案：（1）（2）（3），
解析：（1）根据题意可知，对金属棒ab平抛过程中，只有水平方向的速度切割磁感线，故在接触MP之前，ab棒两端间的电势差
（2）根据题意可知，导轨电阻不计，金属环在导轨间两段圆弧并联接入电路中，轨道外侧的两端圆弧金属环被短路，由几何关系可得，每段圆弧的电阻为
可知，整个回路的总电阻为.
ab刚接触MP时，竖直速度突变为零，通过ab的感应电流为
对金属环由牛顿第二定律有
解得
（3）根据题意，结合上述分析可知，金属环和金属棒ab所受的安培力等大反向，则系统的动量守恒，由于金属环做加速运动，金属棒做减速运动，为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，则当金属棒ab和金属环速度相等时，金属棒ab恰好追上金属环，设此时速度为v，由动量守恒定律有
解得
对金属棒ab，由动量定理有
则有
设金属棒运动距离为，金属环运动的距离为，则有
联立解得
金属环圆心初始位置到MP的最小距离
由能量守恒得
ab棒上产生的焦耳热
14．答案：（1）⑤④②①③（2）；
解析：（1）该实验按步骤可简化为准备浅水盘、形成油膜、描绘油膜边缘、测量油膜面积、计算分子直径，所以顺序为⑤④②①③.
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
油酸面积为
油酸分子的直径为
15．答案：（1）AD
（2）BD
（3）一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比
（4）A；偏大
解析：（1）A.实验中为了使气体能够做等温变化，改变气体体积应缓慢推拉柱塞，故A正确;B.推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，故B错误;C.柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，故C错误;D.由于等温变化时，注射器旁的刻度尺如果刻度分布均匀，可以用气体的长度来间接表示体积，可以不标注单位，故D正确。故选AD。
（2）AB.对于一定质量的理想气体，当温度一定pV为定值，且温度越高，pV越大，A错误，B正确;CD.对于一定质量的理想气体，当温度一定p与成正比，斜率即pV的乘积，故斜率越大温度越高，C错误，D正确。故选BD。
（3）做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。
（4）设大米的体积为，由理想气体方程得，化简得，温度不变，图像应该是A图线，故选A。根据题意，图线与纵轴交点坐标表示的是大米装入注射器内，注射器测量出来的体积，因为大米整体呈现的是不规则形状，大米整体形状中间高两边低，如果以最高点读数误差比较大，且测量的偏小，由密度，得大米的密度比真实值偏大。